带开缝旋流器燃烧室流场结构和火焰稳定的数值模拟研究

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1、分类号学号M201271090学校代码10487密级硕士学位论文带开缝旋流器燃烧室流场结构和火焰稳定的数值模拟研究学位申请人:马柳昊学科专业：热能工程指导教师：李仁府教授答辩日期：2015年5月22日ThesisSubmittedinPartialFulfillmentoftheRequirementsfortheDegreefortheMasterofEngineeringResearchOnNumericalSimulationofFlowStructureandFlameStabilizationinaNovelCombustorwithSlottedSwirlerCandida

2、te:MaLiuhaoMajor:ThermalPowerEngineeringSupervisor:Prof.RenfuLiHuazhongUniversityofScience&TechnologyWuhan430074,P.R.ChinaMay22th，2015独创性声明本人声明所呈交的学位论文是我个人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。尽我所知，除文中已经标明引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的研究成果。对本文的研究做出贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。本人完全意识到本声明的法律结果由本人承担。学位论文作者签名：日期：年月日学位论文版

3、权使用授权书本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定，即：学校有权保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅。本人授权华中科技大学可以将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文。保密□，在年解密后适用本授权书。本论文属于不保密□。（请在以上方框内打“√”）学位论文作者签名：指导教师签名：日期：年月日日期：年月日华中科技大学硕士学位论文摘要维持燃烧室内火焰的稳定是保障燃烧室正常工作的基本条件。如果燃料在着火后，不能稳定燃烧，则会出现吹熄，回火等问题。旋流是稳定火焰最有效的方式之一，

4、而旋流器是旋流产生的来源，空气通过旋流器产生回流区，燃料在回流区中得到充分混合并稳定高效的燃烧。本文的主要研究对象是一种新型旋流器——开缝旋流器，与传统的轴向叶片式旋流器相比，在结构上主要是多了喷油嘴四周的六个缝隙，而缝隙在燃烧室中扮演着改善回流区并且强化燃烧的作用。通过使用Fluent仿真软件，对带不同叶片安装角的开缝旋流器和传统旋流器的燃烧室内冷热态进行数值模拟，对比分析了旋流器在开缝前后的速度场和温度场。同时对于开缝旋流器，模拟了缝隙大小和缝隙位置对流动和燃烧带来的影响。通过仿真，本文得到了以下结论：（1）对于低旋流流动和高旋流流动，开缝后回流区缩短，且回流区降速明显，缝隙出口前

5、端位置湍流强度增强，主燃区同一位置处温度升高；（2）对于低旋流流动来说，开缝后，旋流器出口位置温度较低且分布均匀，对于安装角为45°和60°旋流器也是如此。对于安装角为40°，50°，55°旋流器而言，缝隙出口前端有明显的高温区，这即是分析中的“点火源”。（3）回流区长度不随缝隙位置的变化而变化；当缝隙在中间位置时，主燃区温度比其它位置高，但壁面附近温度分布与缝隙位置无关；缝隙越大，回流区长度越小，缝隙较小时，高温区集中在旋流器出口沿着壁面位置成对称分布，缝隙较大时，高温区成块状分布。关键词：火焰稳定，开缝旋流器，回流区，燃烧强化I华中科技大学硕士学位论文AbstractMaintai

6、ningflamestabilizationisthefundamentalconditiontoensuretheregularoperationofcombustors.Oncefuelcouldn’tbeburntinastablestateafterbeingignited，phenomenonsuchasblowofforflashbackmaycomeout.Swirlflowisoneofthemosteffectivemethodstoensureflamestabilizationandswirleristhesourceofgeneratingswirlflows.

7、Recirculationzoneisformedwhenairpassesthroughswirlerandfuelbecomesmixedfullyintherecirculationzone，wherestableandefficientcombustionoccurs.Themodelwefocusinthepresentpaperisanovelswirler——SlottedSwirler.Comparedwithtradition